• No results found

Chemical Composition, Antimicrobial activity, in Vitro Cytotoxicity and Leukotoxin Neutralization of Essential Oil from Origanum vulgare against Aggregatibacter actinomycetemcomitans

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "Chemical Composition, Antimicrobial activity, in Vitro Cytotoxicity and Leukotoxin Neutralization of Essential Oil from Origanum vulgare against Aggregatibacter actinomycetemcomitans"

Copied!
17
0
0

Loading.... (view fulltext now)

Full text

(1)

This is the published version of a paper published in .

Citation for the original published paper (version of record):

Akkaoui, S., Johansson, A., Yagoubi, M., Haubek, D., El Hamidi, A. et al. (2020)

Chemical Composition, Antimicrobial activity, in Vitro Cytotoxicity and Leukotoxin

Neutralization of Essential Oil from Origanum vulgare against Aggregatibacter

actinomycetemcomitans.

Pathogens, 9(3): 192

https://doi.org/10.3390/pathogens9030192

Access to the published version may require subscription.

N.B. When citing this work, cite the original published paper.

Permanent link to this version:

(2)

 

Pathogens 2020, 9, 192; doi:10.3390/pathogens9030192  www.mdpi.com/journal/pathogens  Article 

Chemical Composition, Antimicrobial activity,   

in Vitro Cytotoxicity and Leukotoxin Neutralization 

of Essential Oil from Origanum vulgare against 

Aggregatibacter actinomycetemcomitans 

Sanae Akkaoui 1, Anders Johansson 2, Maâmar Yagoubi 3, Dorte Haubek 4, Adnane El hamidi 5

Sana Rida 6, Rolf Claesson 7 and OumKeltoum Ennibi 8,

1  Research laboratory in oral biology and biotechnology, Faculty of dental medicine, Mohammed V  University in Rabat, Rabat 10 000, Morocco; sanae.akkaoui@um5s.net.ma  2  Division of Molecular Periodontology, Department of Odontology, Umeå University,    901 87 Umeå, Sweden; anders.p.johansson@umu.se  3  Microbiology Laboratory, faculty of medicine and pharmacy, Mohammed V University in Rabat,    Rabat 10 000, Morocco; m.yagoubi@um5s.net.ma    4  Section for Pediatric Dentistry, Department of Dentistry and Oral Health, AarhusUniversity,    8000 Aarhus, Denmark; dorte.haubek@dent.au.dk  5  Materials, Nanotechnologies and Environment laboratory, Faculty of Sciences, Mohammed V University in  Rabat, Rabat 10 000, Morocco; adnane_el@hotmail.com  6  Department of endodontics, Research laboratory in oral biology and biotechnology, Faculty of Dental  Medicine, Mohammed V University in Rabat, 10 000 Rabat, Morocco; s.rida@um5s.net.ma    7  Division of Oral Microbiology, Department of Odontology, Umeå University, 901 87 Umeå, Sweden;  rolf.claesson@umu.se    8  Department of Periodontology, Research laboratory in oral biology and biotechnology, Faculty of Dental  Medicine, Mohammed V University in Rabat, Rabat 10 000, Morocco;  *  Correspondence: o.ennibi@um5s.net.ma  Received: 27 January 2020; Accepted: 3 March 2020; Published: 5 March 2020  Abstract: In this study, the essential oil of Origanum vulgare was evaluated for putative antibacterial  activity against six clinical strains and five reference strains of Aggregatibacter actinomycetemcomitans,  in  comparison  with  some  antimicrobials.  The  chemical  composition  of  the  essential  oil  was  analyzed, using chromatography (CG) and gas chromatography–mass spectrometry coupled (CG– MS).  The  major  compounds  in  the  oil  were  Carvacrol  (32.36%),  α‐terpineol  (16.70%),  p‐cymene  (16.24%), and Thymol (12.05%). The antimicrobial activity was determined by an agar well diffusion  test. A broth microdilution method was used to study the minimal inhibitory concentration (MIC).  The minimal bactericidal concentration (MBC) was also determined. The cytotoxicity of the essential  oil (IC50) was <125 μg/mL for THP‐1 cells, which was high in comparison with different MIC values  for  the  A.  actinomycetemcomitans  strains.  O.  vulgare  essential  oil  did  not  interfere  with  the  neutralizing  capacity  of  Psidium  guajava  against  the  A.  actinomycetemcomitans  leukotoxin.  In  addition,  it  was  shown  that  the  O.  vulgare  EO  had  an  antibacterial  effect  against  A.  actinomycetemcomitans on a similar level as some tested antimicrobials. In view of these findings, we  suggest that O.vulgare EO may be used as an adjuvant for prevention and treatment of periodontal  diseases  associated  to  A.  actinomycetemcomitans.  In  addition,  it  can  be  used  together  with  the  previously tested leukotoxin neutralizing Psidium guajava. 

Keywords:  Aggregatibacter  actinomycetemcomitans;  periodontitis;  Origanum  vulgare;  essential  oil;  antimicrobial  activity;  minimum  inhibitory  concentration;  minimal  bactericidal  concentration;  cytotoxicity; leukotoxin neutralization 

(3)

1. Introduction 

Aggregatibacter  actinomycetemcomitans  is  a  capnophilic  Gram‐negative  coccobacillus,  widely  known  as  one  of  the  putative  pathogens  associated  with  periodontitis,  mainly  in  adolescents  and  young adults[1]. Pathogenesis of periodontitis is very complex, including immunogenetic factors, life  style, proportion, and composition of specific periodontitis associated bacterial species, including A.  actinomycetemcomitans in the oral biofilm [2]. The contribution of A. actinomycetemcomitans in initiation  and progression of the disease is due to various virulent factors released in periodontal tissues [3]. A  total of seven serotypes (a,b,c,d,e,f, and g)[2,4] of A. actinomycetemcomitans have been isolated from  periodontal lesions worldwide. Patients seem to be colonized by a single serotype for life [2]. Among  virulence factors of the bacterium, the leukotoxin (LtxA) is the most studied [3,5]. It activates or kills  immune  cells,  helping  the  bacterium  to  survive  in  a  site  of  infection.  A  specific  variant  of  A.  actinomycetemcomitans produces more LtxA than other variants [6]. This highly leukotoxic clone, JP2,  has been associated with aggressive forms of periodontitis in Morocco [7,8]. According to the 2017  World  Workshop  of  Periodontology,  aggressive  periodontitis  is  included  in  the  category  of  “periodontitis”,  which  is  characterized  based  on  stages  and  grades.  Extension  and  distribution  of  periodontal lesions allow distinguishing localized, generalized, and molar‐incisor distribution forms  [9].   

Aggressive periodontitis treatment of is based on mechanical debridement with antimicrobials  as  adjuvants.  This  aims  to  allow  the  elimination  of  A.  actinomycetemcomitans  and  other  bacterial  species  which  penetrate  the  periodontal  epithelial  tissue  [10].  However,  given  the  increasing  resistance of oral bacteria to antimicrobials and the side effects caused by antiseptic agents often used  in  dentistry  (i.e.,  dental  staining  and  taste  alteration)  [11],  the  search  for  new  natural  agents  as  alternative  therapeutic  products  with  fewer  side  effects  (e.g.,  gastric  problems)  and  less  bacterial‐ resistance development has become a necessity.   

Morocco has, by its geographical diversity, great natural resources for cultivation of medicinal  and aromatic plants. Surveys performed in Morocco among the population in different regions have  shown a frequent therapeutic use of this natural heritage in traditional medicine [12,13]. 

Many studies through the world have been carried out to screen medicinal and pharmacological  properties  of  different  plants  and  essential  oils,  to  integrate  them  into  the  therapeutic  arsenal,  according to standards of quality and effectiveness [14,15]. 

However,  the  use  of  medicinal  plants  and  essential  oils  is  limited  in  dentistry,  and  their  antimicrobial activities on oral bacteria are not widely studied. We have previously reported that, in  Moroccan population, O.vulgare is used as a mouthwash in traditional medicine [13]. 

O.  vulgare  is  a  widespread  aromatic  plant  naturally  growing  in  different  parts  of  the  world,  including Northern Africa, the Mediterranean area, the Arabian Peninsula, Central Asia, and Europe  [16,17]. It belongs to Lamiaceae family, and it is known for being a rich source of EOs, which have  proven to possess a large variety of biological activities because of their chemical compounds [18].  The  abundance  of  different  compounds  of  EOs  of  Origanum  species  may  show  some  variations  because of ecological and environmental effects, geographical location, and time of collection [19–21].  We have additionally evaluated the possibility to neutralize the LtxA by administrating a mouth  rinse with LtxA neutralizing agents released from leaves of Psidium guajava [22]. 

The aim of the present work was to study the antibacterial activity of O. vulgare EO of Moroccan  origin  on  A.  actinomycetemcomitans.  In  addition,  we  explored  its  cytotoxicity  and  checked  how  it  cooperates with the leukotoxin neutralizing properties. 

2. Results 

2.1. Chemical Composition of the Essential Oil 

The  chemical  analysis  of  O.  vulgare  EO  was  performed  by  using  gas  chromatography/mass  spectrometry  (GC/MS)  technique.  The  25  identified  components  and  their  relative  percentage  are  summarized  in  Table  1.  The  major  constituents  were  as  follows:  Carvacrol  (32.36%),  α‐terpineol 

(4)

(16.70), p‐cymene (16.25%), and Thymol (12.06%) (Figure 1). Thus, the EO of O. vulgare is dominated  by oxygenated monoterpenes.   

 

Figure 1. Chromatography/mass spectrometry (GC/MS) chromatogram of O.vulgareEO. 

Table 1. chemical composition of O. vulgareEO. 

No  Compound  Formula  RT (min)  RI  Conc. (%) 

1  α‐Thujene  C10H16  13.768  927  0.20  2  α‐pinene  C10H16  14.179  936  0.44  3  1‐octen‐3‐ol  C8H16O  16.403  942  1.69  4  3‐Octanone  C8H16O  16.877  989  0.53  5  Dehydrocineole  C10H16O  17.291  995  0.39  6  3‐Octanol  C8H18O  17.351  997  0.42  7  p‐cymene    C10H14  19.335  1028  16.25  8  Limonene  C10H16  19.575  1031  0.28  9  Eucalyptol  C10H18O  19.782  1035  0.82  10  γ‐terpinene  C10H16  21.457  1061  1.03  11  Cis‐Sabinene hydrate  C10H18O  22.01  1068  0.43  12  1‐hepten‐3‐ol  C7H14O  22.641  1084  0.21  13  Linalool  C10H18O  24.005  1101  2.16  14  Borneol  C10H18O  28.615  1167  0.37  15  Terpinen‐4‐ol  C10H18O  29.372  1179  0.77  16  p‐Cimen‐8‐ol  C10H14O  29.822  1185  0.82  17  α‐terpineol  C10H18O  30.296  1189  16.70  18  Pulegone  C10H16O  33.591  1251  0.49  19  Thymol methyl ether  C11H16O  33.721  1235  6.60  20  p‐Cymen‐3‐ol  C10H14O  36.33  1287  0.88  21  Thymol  C10H14O  36.787  1290  12.06  22  p‐Thymol  C10H14O  37.024  1291  0.74  23  Carvacrol  C10H14O  37.524  1300  32.36  24  Caryophyllene  C15H24  45.356  1418  0.93  25  Caryophyllene oxide  C15H24O  55.195  1582  2.42  RT: retention time; RI: retention index; Conc.: Concentration  2.2. Antimicrobial Activity 

(5)

The  inhibition  zones  obtained  respectively  when  the  O.  vulgare  EO,  Amoxicillin  (AM),  Amoxicillin and clavulanic acid (AMC), and Doxycycline (DO) were tested against six clinical strains  and five reference strains of A. actinomycetemcomitans are shown in Table 2. All tested strains showed  inhibition  zones  in  the  presence  of  the  EO  (27.6  μg)  (37–69  mm).  The  susceptibility  to  the  antimicrobials varied among the strains (Table 2). 

The serial diffusion test in 96‐well microplates showed MIC values in the ranges of 0.05 to 1.51  μg/mL and  0.09 to 2.01  μg/mL for  MBCs  (Table3). For  MBC/MIC  ratio,  all  the  values  found  were  lower than 4, considering EO as bactericidal agents. 

(6)

Table 2. Mean diameter of inhibition zones (mm) obtained by the agar diffusion method and the interpretation according to the European Committee on Antimicrobial  Susceptibility Testing Breakpoint tables for interpretation of MICs and zone diameters Version 9.0, valid from 2019‐01‐01.  A. a. strains  Inhibition Zone Diameter (mm)1*  p‐value  EO  Antimicrobials  O. vulgare  27.6 μg 

AMC2  AML3  DO4  SP5  CIP6  MH7  VA8  MTZ9 

25 μg  25 μg  30μg  100μg  5μg  30 μg  30 μg  5 μg     Breakpoints    S >15  R <15  note 10  note11  no info  S >30  R <30     S>24  R <21     no info  no info  clinical strain 1  37.33 ± 2.08  31.66 ± 1.15  30.33 ± 0.57  25.00 ± 0.00 **  29.66 ± 0.57  28.33 ± 0.57  36.00 ± 1.73  0.00  0.00  <0.001  S        ‐‐      ‐‐    clinical strain 2  51.33 ± 0.57 **  32.66 ± 0.57**  29.33 ± 1.15**  23.33 ± 0.57  22.66 ± 0.57  26.66 ± 0.57**  36.33 ± 0.57**  14.33 ± 0.57**  0.00  <0.001      ‐‐      ‐‐    clinical strain 3  65.66 ± 0.57 **  30.66 ± 0.57  30.66 ± 1.15  25.66 ± 0.57  28.66 ± 1.15  29.33 ± 1.15  38.33 ± 2.08**  15.66 ± 0.57**  0.00  <0.001      ‐‐      ‐‐    clinical strain 4  63.66 ± 0.57 **  32.00 ± 1.00  28.66 ± 1.15  27.66 ± 0.57  27.66 ± 1.15  33.00 ± 1.00  39.33 ± 0.57**  15.00 ± 0.00**  0.00  <0,001      ‐‐      ‐‐    clinical strain 5  65.33 ± 0.57 **  31.00 ± 1.73  27.33 ± 0.57**  23.33 ± 0.57**  28.33 ± 0.57  31.66 ± 0.57  38.00 ± 1.73**  14.66 ± 0.57**  0.00  <0.001      ‐‐      ‐‐    clinical strain 6  56.33 ± 1.52 **  31.00 ± 0.00  27.66 ± 0.57  22.66 ± 0.57**  27.00 ± 1.00  31.66 ± 0.57  34.66 ± 0.57**  15.33 ± 0.57**  0.00  <0.001      ‐‐      ‐‐    ATCC 43717  (Suny aB75)  69.66 ± 0.57** 40.33 ± 0.57**  25.66 ± 0.57  28.33 ± 0.57  29.33 ± 0.57  ‐‐  30.66 ± 0.57  33.66 ± 0.57**  24.66 ± 0.57  ‐‐  0.00  <0.001  ATTC 43718 Y4  65.33 ± 0.57**  25.33 ± 0.57  34.33 ± 0.57  28.66 ± 0.57  28.66 ± 1.15**  ‐‐  31.00 ± 1.00**  33.33 ± 0.57  24.33 ± 0.57  ‐‐  0.00  <0.001  HK1651 (JP2)  67.66 ± 1.52**  28.33 ± 0.57  27.66 ± 0.57  28.33 ± 0.57  27.33 ± 0.57  ‐‐  34.33 ± 0.57  32.00 ± 1.73  23.66 ± 0.57**  ‐‐  0.00  <0.001  HK 921(JP2)  37.00 ± 1.73  29.66 ± 0.57    S  27.66 ± 0.57  29.00 ± 0.00  25.66 ± 0.57  ‐‐  34.66 ± 0.57    S  29.33 ± 1.15    S  20.33 ± 0.57**  ‐‐  0.00  <0.001  HK1605 (non JP2)  46.00 ± 1.00**  29.33 ± 0.57  22.66 ± 0.57**  26.66 ± 1.15**  29.33 ± 1.15  ‐‐  29.33 ± 1.15**    R  32.00 ± 1.00**    S  19.66 ± 0.57**  ‐‐  0.00  <0.001  Calculation of Inhibition Zone Diameter includes the diameter of the well (6mm). *Mean ± Standard deviation; R: resistant;S: susceptible; EO: essential oil. ** p< 0.01:  the inhibition zone diameter of a group (EO or antimicrobials) vs. the inhibition diameters of all other groups for each strain. 1 Diameter of inhibition zones, including  diameter  of  well  6  mm,  2Amoxicillin  +  Clavulanic  Ac,Amoxicillin, 4  Doxycycline;  5Spiramycine;  6Ciprofloxacine;  7Minocycline;  8Vancomycin;  9Metronidazol.10Breakpoint is missing for Amoxicillin; however, susceptibility can be interred from ampicillin, for which the breakpoint is: S > 16 and R< 16 mm.11 

(7)

breakpoint is missing for Doxycycline; however, isolates susceptible to tetracycline are also susceptible to Doxycycline. Breakpoint for tetracycline is: S ≥ 25 and R<  22.

(8)

Table 3. Minimum inhibitory concentrations (MIC) and minimum bactericidal concentrations (MBC)  of O. vulgare EO for the selected A. actinomycetemcomitans strains.  A. Actinomycetemcomitans Strains  O. vulgareEO  MIC(μg/mL)*  MBC (μg/mL)*  MIC/MBC *  clinical strain 1  1.00±0.43  1.51±0.00  0.99±0.87  clinical strain 2  0.49±0.21  0.62±0.21  1.34±0.58  clinical strain 3  0.15±0.51  0.18±0.00  1.00±0.00  clinical strain 4  0.12±0.05  0.15±0.51  0.49±0.05  clinical strain 5  0.12±0.05  0.15±0.05  1.00±0.86  clinical strain 6  0.49±0.21  0.75±0.00  0.66±0.29  ATTC 43717 (Suny aB75)  0.09±0.00  0.09±0.00  1.00±0.00  Y4 ATTC 43718  0.18±0.00  0.18±0.00  1.00±0.00  HK1651 (JP2)  0.09±0.00  0.09±0.00  1.00±0.00  HK 921( JP2)  1.51±0.00  2.01±0.87  0.83±0.28  HK1605 (non JP2)  0.62±0.21  0.75±0.00  0.83±0.29  *Mean± standard deviation.  2.3. Cytotoxicity  The O. vulgareEO showed a dose‐dependent cytotoxic effect in cultures of PMA‐differentiated  THP‐1  cells  (Figure  2).  Concentrations  of  oil  above  125  μg/mL  causedsubstantial  decreased  cell  viability after 24 h of exposure. 

 

Figure 2. Cytotoxicity of O.vulgare essential oil. 

PMA‐differentiated  THP‐1  cells  were  exposed  to  different  concentrations  of  oil  for  24  h  and  cell  viability  determined with neutral red uptake staining. Mean ± standard deviation of three independent experiments are  shown. 

2.4. A. actinomycetemcomitans Leukotoxin Neutralization 

The  O.  vulgare  EO  showed  no  neutralizing  effect  on  A.  actinomycetemcomitans  leukotoxicity  estimated in cultures of PMA‐differentiated THP‐1 cells (Table 4). The presence of oil from O. vulgare  did not affect the inhibitory effect on leukotoxicity exhibited by the extract from the Psidium guajava  leaves.     

0

20

40

60

80

100

120

0

16

31

62

125

250

500

1000

TH

P-1

Ce

lls viabi

lity

(

%

)

(9)

Table  4.  Leukotoxicity  (200  ng/mL)  in  presence  of  Psidium  guajava  or  O.  vulgare  EO  alone  or  in 

combination after 2 h incubation in cultures of PMA‐differentiated THP‐cells. Result is expressed as  percent  viable  cells  in  relation  to  control  cells  (100%)  based  on  quantitative  neutral  red  uptake  analyses. Mean ± SD of triplicate analyses. 

Concentration (μL/mL)  Oil (%)  Guava (%)  Association oil and Guava (%) 

0  99.99± 0.93*  100 ± 0.93  100 ± 0.93  < 0.001  4  93.82 ± 3.13*  93.55 ± 0.98  96.27 ± 0.98  < 0.001  8  95.73 ± 0.31*  91.92 ± 2.72  106.33 ± 1.65  < 0.001  16  98.99 ± 0.41*  106.60 ± 6.14  90.01 ± 8.17  < 0.001  31  102.52 ± 1.22*  108.51 ± 10.02  105.79 ± 20.35  < 0.001  62  78.86 ± 3.86*  85.39 ± 7.24  93.55 ± 2.52  < 0.001  125  59.28 ± 1.72*  98.72 ± 6.81  84.30 ± 2.61  < 0.001  250  ‐4.07 ± 0.31*  93.01 ± 4.31  98.99 ± 9.99  < 0.001  *Significant difference (p < 0.001).  3. Discussion  The use of natural products, such as Eos, as antibacterial agents is expanding in oral hygiene  and dentistry. In Morocco, a major herbal‐producing nation, many studies have been carried out on  the antimicrobial activity of Moroccan plant extracts and EOs [23,24].  However, there are few reports on the effects of Moroccan EOs on periodontal pathogens. The  EO of O. vulgare was selected for this study on the basis of its traditional use for the treatment of oral  diseases [13].  The results of the present study showed that the essential oil of O. vulgare exhibited a strong  antimicrobial activity against all tested clinical and reference strains of A. actinomycetemcomitans.  The antimicrobial activity of an EO is well‐known, and it is linked to its main constituents. The  O.  vulgare  EOs  is  characterized  by  the  dominance  of  various  antibacterial  compounds.  Chemical  analyses of this oil revealed that the main constituents of the oil were carvacrol 32.36%, α‐terpineol  16.70%,  p‐cymene  16.24%,  and  thymol  12.05%  (Figure  1  and  Table  1).  All  these  compounds  have  strong antibacterial activity, as shown in previous studies[25–27]. Linalool (an alcohol) is one of the  components of the essential oil of O. vulgare present in lower concentration (Table 1). However, this  compound was found to have antimicrobial activity against various oral and non‐oral microbes [28– 30]. 

In this study, we used the agar diffusion test to study the antibacterial activity of O. vulgare EO  against  clinical  and  reference  strains  of  A.  actinomycetemcomitans.  Substantial  antibacterial  activity  against both JP2 and non‐JP2 strains was observed. The diameters of the inhibition zones obtained  were greater than 20 mm, (going from 37.00 ± 1.73 mm for strain HK 921(JP2), to 69.66 ± 0.57 mm for  strain ATCC 43717 Sunny aB75) (Table 3). The studied strains showed a high sensitivity to the studied  essential oil when 27.6 μg of it was used. 

For  analyzing  the  susceptibility  of  the  A.  actinomycetemcomitans  strains  to  the  tested  antimicrobials, and according to the EUCAST (European Committee on Antimicrobial Susceptibility  Testing),  breakpoints  for  Haemophilus  influenzae  was  used,  as  there  is  not  one  associated  to  A.  actinomycetemcomitans [31]. 

Based on the EUCAST interpretation values, all 11 tested A. actinomycetemcomitans strains were  susceptible  to  AMC  and  MH.  All  isolates  were  also  susceptible  to  AML  if  ampicillin‐derived  breakpoints  were  used.  Furthermore,  eight  strains  were  susceptible  to  DO  if  tetracycline‐derived  breakpoints  were  used.  Susceptibility  to  SP,  VA  and  MTZ  could  not  be  validated,  since  no  breakpoints  for  H.  influenzae  are  available  in  the  EUCAST  database.  Inhibition  zones  are  usually  absent when susceptibility of A. actinomycetemcomitans to MTZ is tested under aerobic conditions.   

For studying the antibacterial effect of the essential oil to the selected A. actinomycetemcomitans  strains, compared with corresponding effect of the antimicrobials, the inhibition zones were used.  Since all inhibition zones induced by the essential oil (27.6 μg) were significantly larger, it indicates  that the oil has a substantial antibacterial effect on A. actinomycetemcomitans.   

(10)

A range of different antimicrobials have been used as adjuvant for treatment of periodontitis  during the last decades. This has raised questions about risk for resistance development among the  antimicrobials and also doubts about the beneficial value of this treatment strategy. However, a range  of  clinical  studies  have  shown  that  use  of  a  combination  of  MTZ  and  AML  in  conjunction  with  standard  periodontal  treatment  of  aggressive  forms  of  periodontitis  achieves  better  clinical  and  microbiological results than treatment without these antimicrobials [32–34] . 

Regarding resistance development among these antimicrobials, different results are reported.  However, the breakpoint for MTZ is not available. Thus, susceptibility testing of this antimicrobial is  not  relevant.  Based  on  usage  of  breakpoint  value  for  Haemophilus  influenzae,  most  reports  of  susceptibility of A. actinomycetemcomitans to AML show that the prevalence of resistant isolates of the  bacterium is low [35]. In addition, when isolates earlier found to be resistant to this antimicrobial  were retested, the opposite result was achieved [36]. 

For  the  microdilution  test,  the  results  obtained  for  MIC  are  mainly  in  accordance  with  the  diameters of the inhibition zones observed in the well diffusion test. On the other hand, the O. vulgare  EO showed bactericidal activity with promising MBC results and an MBC/MIC ratio below 4. The  MBC values were similar or almost identical to those of MIC. O. vulgare EO had the highest inhibitory  activity  against  ATTC  43717  (Suny  aB75)  (CMI  =  0.09  μg/mL)  and  the  highest  bactericidal  effect  against the reference strains ATTC 43717 (Suny aB75) and HK1651 (JP2) (CMB= 0.09 μg/mL) (Table  3). These results are consistent with those obtained in previous work on other tested non‐oral Gram‐ negative bacteria [37–39] reflecting a higher antibacterial activity on this oral bacterium. 

The  cytotoxicity  of  the  essential  oil  of  O.  vulgare  EO  in  concentrations  was  below  125  μg/mL  when analyzed in cultures of human macrophages (THP‐1 cells). The IC50‐value for the oil was much  lower than the MIC‐values for antibacterial effect, suggesting an advantage for its use as a clinical  chemical agent. EO seems to be toxic for cells. Previously, it has been shown that carvacrol and other  oregano constituents can be cytotoxic at high doses [40,41]. Thus, further investigations are needed  to  achieve  maximum  positive  antimicrobial  effect  of  O.vulgare  EO  without  cytotoxic  effects.  In  addition,  this  oil  did  not  interfere  with  the  LtxA  neutralizing  capacity  of  extract  from Psidium  guajava leaves. It has been shown that components extracted from Psidium guajava bind to LtxA  and completely abolish its activity [42]. 

A mouth rinse containing water extract from Psidium guava leaves has been tested on adolescents  in Morocco with the presence of A. actinomycetemcomitans from the JP2 genotype in their subgingival  plaque [22]. Results from this pilot study are limited, but they indicate that LtxA neutralization alone  was not sufficient for eradication of A. actinomycetemcomitans and its pro‐inflammatory effect. 

A.  actinomycetemcomitans  is  a  germ  that  is  mostly  associated  with  aggressive  forms  of  periodontitis. One of its virulence factors is LtxA, which plays an important role in pathogenicity.  Periodontal infections due to strains that produce high levels of LtxA are strongly associated with a  serious disease. LtxA selectively kills human leukocytes and can affect the bodyʹs functioning local  defensive mechanisms  [5]. Previous studies on  the  role of LtxA  in  host–parasite interactions have  focused  mainly  on  polymorphonuclear  leukocytes  (PMN)  [43,44].  In  periodontal  inflammation,  macrophages have an important role in regulating inflammatory reactions and tissue degradation  and  remodeling  [45].  LtxA  causes  a  rapid  inflammatory  cell  death  in  macrophages,  which  might  cause an imbalance in the pro‐inflammatory response [46]. 

We can conclude that the O. vulgare EO has the potential to be used as a preventive or therapeutic  agent  against  periodontitis  in  individuals  colonized  with  A.  actinomycetemcomitans.  Its  cytotoxic  properties can be overcome by the possibility to cooperate with the LtxA neutralizing compounds of  Psidium guajava. 

4. Materials and Methods 

The  present  study  was  carried  out  after  obtaining  approval  from  the  Biomedical  Ethics  Committee (Ref. 400/2010); the individual patientʹs written informed consent was obtained before the  collection of the plaque samples for the study. 

(11)

4.1. Plant Material and Extraction of Essential Oil  The aerial part of O. vulgare was purchased at a local market in Rabat, Morocco. A portion (100  g) of the aerial parts of the plants was hydrodistilled during 3 hours, using a Clevenger system. The  obtained essential oil was dried over anhydrous sodium sulphate and, after filtration, stored at +4 °C,  until it was tested and analyzed.  4.2. Gas Chromatography Coupled with Mass Spectrometry (GC/MS)  The chemical composition of the EO was analyzed by using a gas chromatograph (Perkin Elmer  ClarusTM GC‐680) fitted to a mass spectrometer (Q‐8 MS Ion Trap), operating in electron‐impact EI  (70 eV) mode. Non‐polar column HP‐5MS (Methylpolysiloxane 5% phenyl, 60 m × 0.25 mm × 0.25  μm  thickness)  was  used  (the  GC/MS  was  done  atthe  Platform  of  physicalchemistry  analysis  and  characterization,  Faculty  of  Sciences,  Mohammed  V  University  in  Rabat,  Morocco).  The  chromatographic conditions were as follows: injector temperatures at 280 °C; carrier gas, helium at  flow rate of 1 mL/min; temperature program ramp from 60 to 200 °C, at gradient of 2 °C/min. After  holding 1 min at 200 °C, another ramp was operated from 200 until 300 °C, at 20 °C/min, and final  hold  for  5  min.  The  GC/MS system  was  controlled  by  TurbomassTMsoftware;  a  library  search  was  carried out, using the combination of NIST MS Search and literature. The NIST version was 2.0 g,  built May 19, 2011. The relative number of individual components of the total oil was expressed as a  percentage of each peak area relative to total peak areas. The retention indices (RI) were obtained by  injecting in HP‐5MS a mixture of continuous series of straight chain hydrocarbons (C8‐C31), under  the same conditions as described above.  4.3. A. actinomycetemcomitans Strains    The antimicrobial capacity of O.vulgare EO and of following selected antimicrobials, Amoxicillin  (AM), Amoxicillin and clavulanic acid (AMC), Doxycycline (DO), Ciprofloxacin (CIP), Minocycline  (MN), Vancomycin (VA), and Metronidazole(MTZ) was tested against six clinical isolates and the  following reference strains: ATTC 43717 (Suny aB75), Y4 (ATCC 43718),HK1651(JP2),HK 921 (JP2),  and HK1605 (non JP2). HK 1651 was obtained from Department of Odontology, Umeå University,  Sweden. HK 921 (JP2) and HK1605 (non JP2) were obtained from Department of Dentistry and Oral  Health Aarhus University, Denmark. 

The  bacterial  strains  and  essential  oil  were  stored  at  the  laboratory  of  oral  biology  and  biotechnology,  Faculty  of  Dental  Medicine,  Mohammed  V  University  in  Rabat.  The  tests  were  performed at the same laboratory. 

4.4. Subgingival Plaque Sampling   

The  clinical  A.  actinomycetemcomitans  strains  were  obtained  from  subgingival  plaque  samples  collected from patients with periodontitis. The patients were recruited at the Clinical Department of  Periodontology in the Center of Consultations and Dental Treatments (CCTD) in Rabat‐Morocco. 

The sampled patients were diagnosed with aggressive periodontitis and had pockets of 5 mm  or greater confirmed by clinical and radiological examination. Subgingival sampling of periodontal  biofilm  was  performed,  using  absorbent  paper  point  (medium  size,  Maillefer,  Ballaigues,  Switzerland). Then, the papers were pooled and placed in a tube containing 1.5 mL of phosphate  buffer saline (PBS). All plaque samples were collected by the same examiner. 

4.5. Culture and Isolation 

Once in the laboratory, the sample was vortexed before being seeded into the culture medium  Dentaid‐1[47]and  used  for  selective  isolation  and  growth  of  A  actinomycetemcomitans.  Plates  were  incubated at 37  °C,  in  air, with  5% CO2; and after 3–5  days, they were carefully examined for the  presence  of  A.  actinomycetemcomitans.  Identification  of  the  bacterium  was  based  on  colony  morphology,  positive  catalase  reaction,  and  negative  oxidase  reaction.  Putative  A. 

(12)

actinomycetemcomitans colonies were further elucidated by microscopy, Gram stain, and enzymatic  activity,  including  indole  and  fermentation  of  glucose,  xylose,  maltose,  and  mannitol  [48].  The  isolates were then stored at −80 °C in glycerol broth. 

4.6. In Vitro Antimicrobial Susceptibility Assay 

The antimicrobial effect of O. vulgare was tested in two ways. The agar well diffusion method  was used to determine the antibacterial activity in comparison with corresponding activity of selected  antimicrobials.  A  microdilution  assay  was  used  for  the  calculation  of  MIC  (minimum  inhibitory  concentration). MBC (minimal bactericidal concentration) of the oil was also determined.   

4.6.1. Agar Well Diffusion Method 

Agar well diffusion method [49–51] was used to evaluate the antimicrobial activity of essential  oil from O. vulgare. 

Initially,  the  bacterial  strains  were  cultivated  on  slant  cultures  for  24  hours.  Subsequently,  bacterial suspensions were prepared in 0.85% NaCl, and the turbidity was adjusted to McFarland 0.5  (approximately 1 × 108 CFU/mL). The turbidity was confirmed by a Sensititre® Nephelometer. At  first, the agar plates were seeded by swabbingwith a cotton swab. Then, 30 μLof the essential oil (27.6  μg) was added to wells (diameter 6 mm) made in the center of each agar plate after 15 minutes [52,53].  Doxycycline (disc: 30 μg) was used as positive control [54]. The plates were incubatedat 37 °C, in an  aerobic  atmosphere  containing  5%  CO2,  for  48  hours.  All  tests  were  carried  out  in  triplicate,  in  separate  experiments.  Diameters  of  the  inhibition  zones  were  measured  as  (mm),  including  the  diameter of the well. The antibacterial activity was considered if an inhibition halo of growth larger  than 6 mm (size of the well) was produced. 

4.6.2. Minimum Inhibitory Concentration (MIC) Determination 

The MIC of O. vulgare EO was determined by using a broth assay in 96‐well microplates (Sigma‐ Aldrich, USA), as recommended by NCCLS, for the determination of the MIC (NCCLS, 1999). All  tests  were  performed  in  Mueller  Hinton  broth  (MHB)  supplemented  with  Tween  80,  (final  concentration  of  0.5%  v/v),  aimed  to  improve  the  solubility.  The  bacterial  strains  were  cultured  overnight, at 37°C, in Dentaid‐1. The turbidity of the inoculums was adjusted to McFarland 0.5. The  turbidity  of  the  suspensions  was  confirmed  with  the  Sensititre®  Nephelometer.  Serial  dilutions  ranging from 48.42 to 0.09 mg/mL of the EO were prepared in a 96‐well microplate, including one  growth control with “MHB + Tween 80”, one sterile control containing “MHB and Tween 80”, and  another sterile control made of “MHB +Tween 80 +EO”. Amoxicillin (10 mg/mL) was used as positive  control. The plates were incubated under normal atmospheric conditions, at 37 °C, for 24 hours. After  incubation  time,  40  μL  of  2  mg/mL  Triphenyl  Tetrazolium  Chloride  (TTC)  indicator  solution  (indicator  of  microorganism  growth)  was  added  to  all  wells  of  the  microplate.  Subsequently,  the  plates were re‐incubated for 2 hours, at 37 °C [55]. Bacterial growth was monitored when the TTC  indicator was red. 

4.6.3. Minimum Bactericidal Concentration (MCB) Determination 

To measure the minimum bactericidal concentration (MBC), 10 μL of cultures was taken from  wells  of  the  microplate  of  MIC,  with  no  visible  turbidity,  inoculated  on  blood  agar  plates,  and  incubated for 48 hours, at 37 °C, under 5% CO2 [56]. MBC was defined to be the lowest concentration  of essential oil that killed 99.9% of the microorganisms in culture on the agar plate after the incubation  time.    The MBC/MIC ratio was calculated to show the nature of the antibacterial effect of essential oils.  In a ratio less than 4, the essential oil was classified as a bactericidal essential oil, and in a ratio more  than 4, it was classified as a bacteriostatic essential oil [57].    Each MIC and MBC value was obtained from three independent experiments. 

(13)

4.7. Cell Culture  Cells of the human acute monocytic leukemia cell line THP‐1 (ATCC 16) were cultured in RPMI‐ 1640 (Sigma‐Aldrich, St. Louis, MI, USA) with 10% fetal bovine serum (FBS) (Sigma‐Aldrich), at 37  °C, in 5% CO2. Before determination of leukotoxic activity, the THP‐1 cells were seeded in 96‐well  cell‐culture plates, at a cell density of 105 cells/mL in 100 μL culture medium supplemented with 50  nMphorbol 12‐myristate 13‐acetate (PMA, Sigma‐Aldrich), and incubated for 24 hours. The PMA‐ activated THP‐1 cells exhibited adherent properties and enhanced sensitivity to the LtxA. 

After  differentiation  with  phorbol  12‐myristate  13‐acetate  (PMA),  THP‐1  cells  acquire  a  macrophage phenotype, which is similar to primary human macrophages in many aspects [58,59].  This is the common way to use THP‐1 cells in cell assays. The adherent phenotype is macrophage‐ like and easier to study in cytotoxicity assays.  Twenty‐four hours prior to LtxA exposure, the culture medium was discarded, and 100 μL fresh  medium without PMA was added to each well of the THP‐1 monolayer.  4.8. Cytotoxicity Assay  The cell monolayers of PMA‐differentiated THP‐1 cells were exposed to different concentrations  of  the  oil  for  24  h,  at  conditions  described  above.  The  proportion  of  viable  cells  in  each  well  was  determined by the neutral red uptake method and expressed in relation to that of the control cells  cultured in plane medium [60]. Cytotoxicity (LD50) was expressed as the lowest concentration (ppm)  that kills ≥ 50% of the cells.  4.9. LtxA Purification  LtxA was purified from A. actinomycetemcomitans strain HK 1519, described in detail previously  [61]. The purified LtxA was basically free from lipopolysaccharides (LPS) (<0.001% of total protein)  and visualized by SDS‐polyacrylamide gel separation.  4.10. Preparation of Psidium Guajava Leave Extract  Guava leaves were collected in Ghana by Dr. F.Kwamin and transported with a courier to Umeå  University, Umeå, Sweden. Guava leaves at a concentration of 250 g/liter of water, were boiled for 10  minutes before the leaves were removed by filtration, and cleared from debris by centrifugation. The  supernatant was aliquoted and stored in a refrigerator until use. The amount of dry substance was  determined by evaporation of the extract, which contained 10.0 mg/mL H2O.  4.11. LxtA Neutralization Assay  The cell monolayers of PMA‐differentiated THP‐1 cells were exposed to different concentrations  of the oil or guava for 15 min, before the LtxA (200 ng/mL) was added. The different mixtures were  incubated  for  2  h,  at  conditions  described  above.  The  proportion  of  viable  cells  in  each  well  was  determined by the neutral red uptake method, as described above.  4.12 Statistical Analyses  Statistical analysis was carried out by using SPSS for Windows (SPSS, Inc., Chicago, IL, USA).  Inhibition zone diameter, MIC, MBC, MBC/MIC, and cell viability values, as continuous variables  with a normal distribution, were expressedas mean ± standard deviation. For statistical differences  between the inhibition diameter of the nine antimicrobial agents (EO, AMC, AMX, DO, SP, CIP, MH,  VA, and MTZ), andthe cell viability in presence of EO, Guava, and the association “EO +Guava”, the  One‐Way  Analysis  of  Variance  (ANOVA)  with  Bonferroni  correction  was  performed.  A  p‐value  <  0.05 was considered as statistically significant. Statistical analyses were carried out, using SPSS for  Windows (SPSS, Inc., Chicago, IL, USA). 

(14)

The present study indicates that O. vulgare EO may find application as an antibacterial agent on  periodontitis associated with A. actinomycetemcomitans and shows the possibility of Psidium guajava  to overcome its cytotoxic properties. However, further investigations on mechanisms of action and  toxicity need to be continued.   

Author Contributions: S.A., extraction of essential oil, culture and isolation of A. actinomycetemcomitans, in vitro 

antimicrobial  susceptibility  assay,  statistical  analyses,  and  drafting  the  manuscript;  A.J.,  cell  culture,  LtxA  purification, cytotoxicity assay, LtxA neutralization assay, and the drafting of the manuscript; M.Y., culture and  isolation  of  A.  actinomycetemcomitans.  D.H.,  culture  and  isolation  of  A.  actinomycetemcomitans.  A.EH.,  gas  chromatography  coupled  with  mass  spectrometry  (GC/MS)  assay;  R.C.,  in  vitro  antimicrobial  susceptibility  assay.  OK.E.,  recruitment  of  patients,  subgingival  plaque  sampling,  culture  and  isolation  of  A. 

actinomycetemcomitans, drafting the manuscript, and work supervision; S.R., helped with funds. All authors have 

read and agreed on the content of the manuscript. All authors have read and agreed to the published version of  the manuscript. 

Funding:  This  research  received  funding  from  CNRST  (National  Center  for  scientific  and  Technological 

Research (PPR116/2016), Morocco. 

Acknowledgments: The authors are thankful to Francis Kwamin at Ghana University for the collection of Guava 

leaves. 

Conflicts of Interest: The authors declare no conflict of interest. 

References 

1. Henderson,  B.;  Ward,  J.M.;  Ready,  D.  Aggregatibacter  (Actinobacillus)  actinomycetemcomitans:  AtripleA*periodontopathogen? Periodontology 2000. 2010, 54, 78–105. 

2. Asikainen,  S.;  Chen,  C.  Oral  ecology  and  person‐to‐person  transmission  of  Actinobacillus  actinomycetemcomitans and Porphyromonas gingivalis. Periodontology 2000. 1999, 20, 65–81. 

3. Zambon, J.J.; Haraszthy, V.I. The laboratory diagnosis of periodontal infections. Periodontology 2000 1995, 

7, 69–82. 

4. Könönen, E.; Müller, H.P. Microbiology of aggressive periodontitis. Periodontology 2000. 2014, 65, 46–78.  5. Johansson,A.  Aggregatibacter  actinomycetemcomitans  leukotoxin:  A  powerful  tool  with  capacity  to 

causeim balance in the hostin flammatory response. Toxins. 2011, 3, 242–259. 

6. Brogan,  J.M.;  Lally,  E.T.;  Poulsen,  K.;  Kilian,  M.;  Demuth,  D.R.  Regulation  of  Actinobacillus  actinomycetemcomitans  leukotoxin  expression:  Analysis  of  the  promoter  regions  of  leukotoxic  and  minimally leukotoxic strains. Infect. Immun. 1994, 62, 501–508. 

7. Haubek, D.; Ennibi, O.K.; Poulsen, K.; Væth, M.; Poulsen, S.; Kilian, M. Risk of aggressive periodontitis in  adolescent  carriers  of  the  JP2  clone  of  Aggregatibacter  (Actinobacillus)  actinomycetemcomitans  in  Morocco: A prospective longitudinal cohort study. Lancet 2008, 371, 237–242. 

8. Ennibi,  O.K.;  Benrachadi,  L.;  Bouziane,  A.;  Haubek,  D.;  Poulsen,  K.  The  highly  leukotoxic  JP2  clone  of  Aggregatibacter  actinomycetemcomitans  in  localized  and  generalized  forms  of  aggressive  periodontitis. 

Acta Odontol. Scand. 2012, 70, 318–322.  9. Caton, J.G.; Armitage, G.; Berglundh, T.; Chapple, I.L.; Jepsen, S.; Kornman, K.S.; Mealey, B.L.; Papapanou,  P.N.; Sanz, M.; Tonetti, M.S. A new classification scheme for periodontal and peri‐implant diseases and  conditions–Introduction and key changes from the 1999 classification. J. Periodontol. 2018, 89, S1–S8.  10. Wang, C.‐Y.; Wang, H.‐C.; Li, J.‐M.; Wang, J.‐Y.; Yang, K.‐C.; Ho, Y.‐K.; Lin, P.‐Y.; Lee, L.‐N.; Yu, C.‐J.; Yang,  P.‐C. Invasive infections of Aggregatibacter (Actinobacillus) actinomycetemcomitans. J. Microbiol. Immunol.  Infect. 2010, 43, 491–497.  11. Walker, C.B. The acquisition of antibiotic resistance in the periodontal microflora. Periodontology 2000 1996,  10, 79–88.  12. Jouad, H.; Haloui, M.; Rhiouani, H.; ElHilaly, J.; Eddouks, M. Ethnobotanical survey of medicinal plants  used for the treatment of diabetes, cardiac and renal diseases in the North centre region of Morocco (Fez– Boulemane). J. Ethnopharmacol. 2001, 77, 175–182.  13. Akkaoui, S.; Ennibi, O.k. Use of traditional plants in management of halitosis in a Moroccan population. J.  Intercult. Ethnopharmacol. 2017, 6, 267. 

(15)

14. Kharbach, M.; Marmouzi, I.; ElJemli, M.; Bouklouze, A.; VanderHeyden, Y. Recent advances in untargeted  and  targeted  approaches  applied  in  herbal‐extracts  and  essential‐oils  finger  printing‐Areview.  J.  Pharm. 

Biomed. Anal. 2020, 177, 112849. 

15. Barnes, J. Quality, efficacy and safety of complementary medicines: Fashions, facts and the future. Part I. 

Regul. Qual. Br. J. Clin. Pharmacol. 2003, 55, 226–233. 

16. DeMartino,  L.;  DeFeo,  V.;  Nazzaro,  F.  Chemical  composition  and  in  vitro  antimicrobial  and  mutagenic  activities of seven Lamiacea eessential oils. Molecules 2009, 14, 4213–4230.  17. Fikry, S.; Khalil, N.; Salama, O. Chemical profiling, biostatic and biocidal dynamics of Origanum vulgare  L. essentialoil. AMB Express 2019, 9, 41.  18. Raut, J.S.;Karuppayil, S.M. A status review on the medicinal properties of essential oils. Ind. Crop. Prod.  2014, 62, 250–264.  19. Johnson, C.B.; Kazantzis, A.; Skoula, M.; Mitteregger, U.; Novak, J. Seasonal, populational and ontogenic  variation in the volatile oil content and composition of individuals of Origanum vulgare subsp.Hirtum,  assessed by GC headspacean alysis and by SPME sampling of individual oil glands. Phytochem. Anal. Int. J.  Plant Chem. Biochem. Technol. 2004, 15, 286–292. 

20. Lotti,  C.;  Ricciardi,  L.;  Rainaldi,  G.;  Ruta,  C.;  Tarraf, W.;  DeMastro,  G. Morphological, Biochemical,  and  Molecular Analysis of Origanum vulgare L. Open Agric. J. 2019, 13, 116–124.  21. Khan, M.; Khan, S.T.; Khan, M.; Mousa, A.A.; Mahmood, A.; Alkhathlan,H.Z. Chemical diversity in leaf  and stem essential oils of Origanum vulgare L. and their effects on microbicidal activities. AMB Express  2019, 9, 176.  22. Ennibi, O.K.; Claesson, R.; Akkaoui, S.; Reddahi, S.; Kwamin, F.; Haubek, D.; Johansson,A. High salivary  levels of JP2 genotype of Aggregatibacter actinomycetemcomitans is associated with clinical attachment  lossin Moroccan adolescents. Clin. Exp. Dent. Res. 2019, 5, 44–51.  23. Chaouki, W.; Leger, D.Y.; Eljastimi, J.; Beneytout, J.‐L.; Hmamouchi, M. Antiproliferative effect of extracts  from Aristolochia baetica and Origanum compactum on human breast cancer cell lineMCF‐7. Pharm. Biol.  2010, 48, 269–274. 

24. Hmamouchi,  M.;  Hamamouchi,  J.;  Zouhdi,  M.;  Bessiere,  J.  Chemical  and  antimicrobial  properties  of  essential oils of five Moroccan Pinaceae. J. Essent. Oil Res. 2001, 13, 298–302. 

25. CanBaser,  K.  Biological  and  pharmacological  activities  of  carvacrol  and  carvacrol  bearing  essentialoils. 

Curr. Pharm. Des. 2008, 14, 3106–3119. 

26. Park,  S.‐N.;  Lim,  Y.K.;  Freire,  M.O.;  Cho,  E.;  Jin,  D.;  Kook,  J.‐K.  Antimicrobial  effect  of  linalool  and  α‐ terpineol against periodontopathic and cariogenic bacteria. Anaerobe 2012, 18, 369–372.  27. Bagamboula, C.; Uyttendaele, M.; Debevere, J. Inhibitory effect of thyme and basil essential oils, carvacrol,  thymol, estragol, linalool and p‐cymene towards Shigella sonnei and S.flexneri. Food Microbiol. 2004, 21, 33– 42.  28. Lin, Z.‐K.; Hua, Y.; Gu, Y. The chemical constituents of the essential oil from the flowers, leaves and peels  of Citrus aurantium. Act. Bot. Sin. 1986, 28, 641–645.  29. Alipour, G.; Dashti, S.; Hosseinzadeh, H. Review of pharmacological effects of Myrtus communis L. and  ist active constituents. Phytother. Res. 2014, 28, 1125–1136.  30. Cha, J.‐D.; Jung, E.‐K.; Kil, B.‐S.; Lee, K.‐Y. Chemical composition and antibacterial activity of essential oil  from Artemisia feddei.J. Microbiol. Biotechnol. 2007, 17, 2061–2065.  31. European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing. Breakpoint Tables for Interpretation of MICs and 

Zone  Diameters;  Version  9.0;  2019.  Available  online:  http://www.eucast.org/fileadmin/src/media/PDFs/EUCAST_files/Breakpoint_tables/Dosages_EUCAST_B reakpoint_Tables_v_9.0.pdf (accessed on 2 March 2020) 

32. Winkel, E.; VanWinkelhoff, A.; Timmerman, M.; VanderVelden, U.; VanderWeijden, G. Amoxicillin plus  metronidazole in the treatment of adult periodontitis patients: A double‐blind placebo‐controlled study.J. 

Clin. Periodontol. 2001, 28, 296–305. 

33. Zandbergen,  D.;  Slot,  D.E.;  Niederman,  R.;  VanderWeijden,  F.A.  The  concomitant  administration  of  systemic  amoxicillin  and  metronidazole  compared  to  scaling  and  root  planing  alone  in  treating  periodontitis:=a systematic review=.BMC Oral Health 2016, 16, 27. 

34. Keestra, J.; Grosjean, I.; Coucke, W.; Quirynen, M.; Teughels, W. Non‐surgical periodontal therapy with  systemic  antibiotics  in  patients  with  untreated  chronic  periodontitis:  A  systematic  review  and  meta‐ analysis. J. Periodontal Res. 2015, 50, 294–314. 

(16)

35. Mínguez, M.; Ennibi, O.; Perdiguero, P.; Lakhdar, L.; Abdellaoui, L.; Sánchez, M.; Sanz, M.; Herrera, D.  Antimicrobial susceptibilities of Aggregatibacter actinomycetemcomitans and Porphyromonas gingivalis  strains from periodontitis patients in Morocco. Clin. Oral Investig. 2019, 23, 1161–1170.  36. Jensen, A.B.; Haubek, D.; Claesson, R.; Johansson, A.; Nørskov‐Lauritsen, N. Comprehensive antimicrobial  susceptibility testing of a large collection of clinical strains of Aggregatibacter actinomycetemcomitans does  not identify resistance to amoxicillin.J. Clin. Periodontol. 2019, 46, 846–854.  37. Chao, S.C.; Young, D.G.; Oberg, C.J. Screening for inhibitory activity of essential oils on selected bacteria,  fungi and viruses. J. Essent. Oil Res. 2000, 12, 639–649.  38. Oussalah, M.; Caillet, S.; Saucier, L.; Lacroix, M. Antimicrobial effects of selected plant essential oils on the  growth of a Pseudomonas putida strain isolated from meat. Meat Sci. 2006, 73, 236–244. 

39. Bouhdid,  S.;  Skali,  S.;  Idaomar,  M.;  Zhiri,  A.;  Baudoux,  D.;  Amensour,  M.;  Abrini,  J.  Antibacterial  and  antioxidant activities of Origanum compactum essential oil. Afr. J. Biotechnol. 2008, 7, 1563–1570. 

40. Llana‐Ruiz‐Cabello,  M.;  Gutiérrez‐Praena,  D.;  Pichardo,  S.;  Moreno,  F.J.;  Bermúdez,  J.M.;  Aucejo,  S.;  Cameán, A.M. Cytotoxicity and morphological effects induced by carvacrol and thymolon the human cell  line Caco‐2. Food Chem. Toxicol. 2014, 64, 281–290.  41. Bauer, B.W.; Radovanovic, A.; Willson, N.‐L.; Bajagai, Y.S.; Van, T.T.H.; Moore, R.J.; Stanley, D. Oregano:  A potential prophylactic treatment for the intestinal microbiota. Heliyon 2019, 5, e02625.  42. Kwamin, F.; Gref, R.; Haubek, D.; Johansson, A. Interactions of extracts from selected chewing stick sources  with Aggregatibacter actinomycetemcomitans. Bmc Res. Notes 2012, 5, 203. 

43. Johansson,  A.;  Claesson,  R.;  Hänström,  L.;  Sandström,  G.;  Kalfas,  S.  Polymorphonuclear  leukocyte  degranulation induced by leukotoxin from Actinobacillus actinomycetemcomitans. J. Periodontal Res. 2000, 

35, 85–92. 

44. Claesson, R.; Johansson, A.; Hanstrom, L.; Kalfas, S. Release and activation of matrix metalloproteinase 8  from  human  neutrophils  triggered  by  the  leukotoxin  of  Actinobacillus  actinomycetemcomitans. 

J.Periodontal. Res.2002, 37, 353–359.  45. Kelk, P.; Abd, H.; Claesson, R.; Sandström, G.; Sjöstedt, A.; Johansson, A. Cellular and molecular response  of human macrophages exposed to Aggregatibacter actinomycetemcomitans leukotoxin. Cell. Death Dis.  2009, 2, e126.  46. Åberg, C.H.; Kelk, P.; Johansson, A. Aggregatibacter actinomycetemcomitans: Virulence of its leukotoxin  and association with aggressive periodontitis. Virulence 2015, 6, 188–195. 

47. Alsina,  M.;  Olle,  E.;  Frias,  J.  Improved,  Low‐Cost  Selective  Culture  Medium  for  Actinobacillusactinomycetemcomitans. J. Clin. Microbiol. 2001, 39, 509–513. 

48. Zbinden,  R.  Aggregatibacter,  Capnocytophaga,  Eikenella,  Kingella,  Pasteurella,  and  other  fastidious  or  rarely encountered gram‐negative rods. In Manual of Clinical Microbiology, 11th Edition; American Society  of Microbiology: Washington, DC, USA, 2015; pp.652–666. 

49. Balouiri, M.; Sadiki, M.; Ibnsouda, S.K. Methods for in vitro evaluating antimicrobial activity: A review. J. 

Pharm. Anal. 2016, 6, 71–79. 

50. Magaldi,  S.;  Mata‐Essayag,  S.;  DeCapriles,  C.H.;  Perez,  C.;  Colella,  M.;  Olaizola,  C.;  Ontiveros,  Y.  Well  diffusion for antifungal susceptibility testing.Int. J. Infect. Dis. 2004, 8,3 9–45. 

51. Valgas, C.; Souza, S.M.d.; Smânia, E.F.; SmâniaJr, A. Screening methods to determinean tibacterial activity  of natural products. Braz. J. Microbiol. 2007, 38, 369–380. 

52. Adwan, G.; Abu‐shanab, B.; Adwan, K. In vitro activity of certain drugs in combination with plant extracts  against Staphylococcus aureus in fections. Afr. J. Biotechnol. 2009, 8, 4239–4241. 

53. Boyanova,  L.;  Gergova,  G.;  Nikolov,  R.;  Derejian,  S.;  Lazarova,  E.;  Katsarov,  N.;  Mitov,  I.;  Krastev  ,Z.  Activity of Bulgarian propolis against 94 Helicobacter pylori strains invitro by agar‐well diffusion, agar  dilution and disc diffusion methods. J. Med Microbiol. 2005, 54, 481–483. 

54. Oettinger‐Barak, O.; Dashper, S.G.; Catmull, D.V.; Adams, G.G.; Sela, M.N.; Machtei, E.E.; Reynolds, E.C.  Antibiotic susceptibility of Aggregatibacter actinomycetemcomitans JP2 in a biofilm. J. Oral Microbiol. 2013, 

5, 20320. 

55. Hammer,  K.;  Dry,  L.;  Johnson,  M.;  Michalak,  E.;  Carson,  C.;  Riley,  T.  Susceptibility  of  oral  bacteria  to  Melaleuca alternifolia(teatree) oil in vitro. Oral Microbiol. Immunol. 2003, 18, 389–392. 

56. Hammer, K.A.; Carson, C.F.; Riley, T.V. Antimicrobial activity of essential oils and other plant extracts.J. 

Appl. Microbiol. 1999, 86, 985–990. 

(17)

58. Maeß,  M.B.;  Wittig,  B.;  Cignarella,  A.;  Lorkowski,  S.  Reduced  PMA  enhances  the  responsiveness  of  transfected THP‐1 macrophages to polarizing stimuli. J. Immunol. Methods 2014, 402, 76–81. 

59. Lund, M.E.; To, J.; O’Brien, B.A.; Donnelly, S. The choice of phorbol12‐myristate13‐acetate differentiation  protocol  in  fluences  the  response  of  THP‐1  macrophages  to  apro‐inflammatory  stimulus.  J.  Immunol. 

Methods 2016, 430, 64–70. 

60. Repetto,  G.;  DelPeso,  A.;  Zurita,  J.L.  Neutral  red  uptake  assay  for  thee  stimation  of  cell  viability/cytotoxicity. Nat. Protoc. 2008, 3, 1125.  61. Johansson, A.; Hänström, L.; Kalfas, S. Inhibition of Actinobacillus actinomycetemcomitans leukotoxicity  by bacteria from the subgingival flora.Oral Microbiol. Immunol. 2000, 15, 218–225.    © 2020 by the authors. Licensee MDPI, Basel, Switzerland. This article is an open access  article distributed under the terms and conditions of the Creative Commons Attribution  (CC BY) license (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).   

Figure

Table 1. chemical composition of O. vulgareEO. 
Table 2.   Mean diameter of inhibition zones (mm) obtained by the agar diffusion method and the interpretation according to the European Committee on Antimicrobial  Susceptibility Testing Breakpoint tables for interpretation of MICs and zone diameters Vers
Table 3. Minimum inhibitory concentrations (MIC) and minimum bactericidal concentrations (MBC)  of O. vulgare EO for the selected A. actinomycetemcomitans strains.  A
Table  4.  Leukotoxicity  (200  ng/mL)  in  presence  of  Psidium  guajava  or  O.  vulgare  EO  alone  or  in  combination after 2 h incubation in cultures of PMA‐differentiated THP‐cells. Result is expressed as  percent  viable  cells  in  relation  to 

References

Related documents

In order to examine whether there existed any inverse correlation between the quantities of the species in saliva, a selection of saliva samples collected from adolescents in Kenya

This project focuses on the possible impact of (collaborative and non-collaborative) R&amp;D grants on technological and industrial diversification in regions, while controlling

Analysen visar också att FoU-bidrag med krav på samverkan i högre grad än när det inte är ett krav, ökar regioners benägenhet att diversifiera till nya branscher och

a) Inom den regionala utvecklingen betonas allt oftare betydelsen av de kvalitativa faktorerna och kunnandet. En kvalitativ faktor är samarbetet mellan de olika

Isolates characterized by the 530-bp deletion comprise the so-called JP2 genotype, and isolates with a complete leukotoxin promoter, which consequently are distributed within the

To cite this article: Rolf Claesson, Carola Höglund-Åberg, Dorte Haubek &amp; Anders Johansson (2017) Age-related prevalence and characteristics of Aggregatibacter

Acaricidal activity against Ixodes ricinus nymphs of essential oils from the Libyan plants Artemisia herba alba, Origanum majorana and..

actinomycetemcomitans strain, HK1605; lanes 4–10 illustrate findings in dental plaque samples from Kenyan adolescents, among whom the subject in lane 7 was positive for the